本發(fā)明總體涉及血液葡萄糖水平檢測，并且更具體地，涉及非侵入式葡萄糖檢測裝置。

背景技術(shù)：

遭受糖尿病的人類具有異常的高水平血糖或血液葡萄糖，這是由身體產(chǎn)生的胰島素不足或身體不能適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)于當(dāng)前胰島素造成的。

糖尿病一般被認為是不可治愈的，并且規(guī)律地監(jiān)控和控制血糖水平是治療的主要部分。具有糖尿病的患者通過藥物、節(jié)食和鍛煉、以及在一些情形下的胰島素注射控制其血糖水平?；颊呓?jīng)常需要日常在家監(jiān)控其自身的血糖以確保治療方案的有效性。

現(xiàn)今的技術(shù)允許由患者在家使用便攜測試工具(通常稱為血糖儀)實施血液測試。為了使用該儀表，患者通過使用刺破裝置來破手指抽取血液樣品，將該血液施加到插入血糖儀中的測試條上。血糖儀自動地對測試條上的血液執(zhí)行分析并且在儀表上的顯示面板中顯示葡萄糖水平讀數(shù)。

由于用于血糖儀的穿刺裝置和測試條通常被設(shè)計為一次性的，所以使用這種血糖儀的費用可能是巨大的經(jīng)濟負擔(dān)。例如，一些患者一天需要進行高達五次測試，因此使用至少五個刺血針和五個測試條，每個個體根據(jù)測試條和刺血針的價格可能每年花費600-1500美元。除了經(jīng)濟浪費，一次性的穿刺裝置和測試條還是醫(yī)療垃圾危害的重要源頭并且造成環(huán)境污染。此外，扎破手指或其他位置以抽取血液樣品造成身體不適和疼痛。患者通常感到測試過程是不愉快和沉重的。

近來，在使用非侵入方法監(jiān)控和測試患者的葡萄糖方面已經(jīng)有進展。研究已經(jīng)表明雖然與血液相比處于稀釋濃度，但是人類的淚液也包含葡萄糖。人類眼睛由淚液層一直潤滑和覆蓋，升高的血糖水平導(dǎo)致升高的淚液葡萄糖水平。因此，代替直接測試血液樣品中包含的葡萄糖，已經(jīng)公開了使用接觸透鏡測試淚液中的葡萄糖水平的研究，其中，該接觸透鏡配置有在透鏡上的電化學(xué)傳感器和集成電路。

盡管該方法將血糖測試轉(zhuǎn)變?yōu)榉乔秩胧叫再|(zhì)，但是其需要患者佩戴接觸透鏡，這被認為對于很多患者仍然是不方便和麻煩的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，提供具有改善的患者便利性而不產(chǎn)生一次性醫(yī)療垃圾的非侵入式血液葡萄糖測試裝置是有益的。

本公開的實施例采用受控制電磁波以照射受試者的眼球從而基于葡萄糖水平和覆蓋眼球的淚液層相對于入射波的反射特性之間的已知關(guān)系確定受試者的葡萄糖水平。在操作期間，產(chǎn)生具有已知特性的電磁波的入射束(優(yōu)選地，在太赫茲帶)并且將其投射到眼球的表面，該入射束由淚液層自然地反射。反射電磁波被檢測且表征以確定淚液層的反射特性，例如，在兩個偏振方向上的反射系數(shù)的軸向比率。提供確定軸向比率并且根據(jù)軸向比率、淚液葡萄糖水平和血液葡萄糖水平之間的預(yù)定相關(guān)關(guān)系，能夠得到受試者的當(dāng)前血液葡萄糖水平并且將其呈現(xiàn)給用戶，例如，受試者或在受試者上進行監(jiān)測的個體。

在一些實施例中，將根據(jù)本公開的葡萄糖檢測裝置設(shè)計為手持裝置，其用于家用并且在使用時能夠抵靠用戶的前額放置。檢測裝置包括太赫茲波發(fā)射器和接收器、眼睛位置對準(zhǔn)系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)和處理邏輯器。眼睛對準(zhǔn)系統(tǒng)幫助用戶相對于該裝置調(diào)節(jié)眼球位置，以實現(xiàn)用于最佳檢測結(jié)果的預(yù)定入射角以及發(fā)射器、接收器和眼球之間的預(yù)定距離。標(biāo)定系統(tǒng)利用基準(zhǔn)表面，該基準(zhǔn)表面具有相對于入射束的已知反射特性。發(fā)射器可以將具有在兩個偏振方向上的電場的電磁波束發(fā)射到眼球表面；接收器可以確定發(fā)射束的兩個偏振方向上的電場。處理邏輯器執(zhí)行分析和計算以基于入射束和反射束的電場確定淚液層的反射特性，由此輸出血液葡萄糖水平結(jié)果。

由于可以從受試者眼球中存在的淚液相對于非侵入式電磁波的反射特性推定血液葡萄糖水平，所以患者可以有益地從傳統(tǒng)并且疼痛的采血過程中解脫。此外，該檢測裝置有益地利用非一次性醫(yī)療用品并且不產(chǎn)生醫(yī)療垃圾。

根據(jù)本公開的一個實施例，一種用于確定葡萄糖水平的方法包括以下步驟：將第一電磁波輻射到受試者的眼球上；以及檢測由第一電磁波從眼球反射而產(chǎn)生的第二電磁波?；诘谝浑姶挪ê偷诙姶挪ǖ奶匦宰詣拥卮_定受試者的葡萄糖水平。

在一個實施例中，第一電磁波和第二電磁波包括太赫茲波。通過第一電磁波從覆蓋眼球的淚液層反射來產(chǎn)生第二電磁波。為了確定葡萄糖水平，確定軸向比率，該軸向比率是在兩個正交偏振方向上的相對于第一電磁波的淚膜的反射系數(shù)之間的比率。根據(jù)以下相關(guān)關(guān)系確定葡萄糖水平：軸向比率和淚液葡萄糖水平之間的預(yù)定相關(guān)關(guān)系；以及淚液葡萄糖水平和血液葡萄糖水平之間的相關(guān)關(guān)系。

根據(jù)本公開的另外實施例，一種用于確定受試者中的葡萄糖水平的方法包括以下步驟：在相對于受試者的眼球的第一預(yù)定位置處，將第一太赫茲波照射到眼球上；在相對于眼球的第二預(yù)定位置處，檢測第二太赫茲波，第二太赫茲波由第一太赫茲波從覆蓋眼球的淚液層反射而產(chǎn)生。該方法還包括基于第二太赫茲波相對于第一太赫茲波的特性自動地確定受試者的葡萄糖水平。

根據(jù)本公開的又一實施例，一種用于檢測受試者的葡萄糖水平的方法包括以下步驟：(1)將第一電磁波照射到受試者的眼球上；(2)確定相對于第一電磁波的覆蓋眼球的淚液層的反射特性；以及(3)基于相對于第一電磁波的淚液層的反射特性確定受試者的葡萄糖水平。

根據(jù)本公開的一個實施例，一種裝置包括：定位組件，其被構(gòu)造為檢測在其附近的受試者的眼球的位置；發(fā)射組件，其被構(gòu)造為產(chǎn)生電磁波入射束；接收組件，其被構(gòu)造為檢測由入射束從眼球的表面反射而產(chǎn)生的電磁波的反射束；和處理邏輯器，其被耦合到發(fā)射組件和接收組件。該處理邏輯器被構(gòu)造為基于入射束和反射束的特性確定受試者的葡萄糖水平。

在一個實施例中，該入射束包括太赫茲波，并且其中接收單元被構(gòu)造為檢測太赫茲波。處理邏輯器還被構(gòu)造為：接收來自反射組件并且表示入射束在兩個偏振方向上的生成電場的第二信號；以及，基于第一信號和第二信號確定在兩個偏振方向上的相對于入射束的表面的反射特性之間的軸向比率。

該處理邏輯器還可以被構(gòu)造為基于以下相關(guān)關(guān)系自動地確定受試者的葡萄糖水平：軸向比率和淚液葡萄糖水平之間的第一相關(guān)關(guān)系；和淚液葡萄糖水平和血液葡萄糖水平之間的第二相關(guān)關(guān)系，并且上述裝置還包括存儲器，存儲器被構(gòu)造為存儲第一預(yù)定相關(guān)關(guān)系和第二預(yù)定相關(guān)關(guān)系。定位組件可以包括位置對準(zhǔn)器，其被構(gòu)造為檢測眼球的位置；和指示器，其被耦合到對準(zhǔn)器。該指示器被構(gòu)造為發(fā)送用于對眼球的位置進行調(diào)節(jié)的用戶指示從而實現(xiàn)：發(fā)射組件和表面之間的預(yù)定距離；和入射束在表面處的預(yù)定入射角，以及其中，第一相關(guān)關(guān)系對應(yīng)于預(yù)定入射角和預(yù)定距離。

根據(jù)本公開的另外實施例，一種用于檢測葡萄糖水平的便攜裝置包括：發(fā)射組件，其被構(gòu)造為產(chǎn)生第一電磁波；接收組件，其被構(gòu)造為檢測由第一電磁波從覆蓋受試者的眼球的淚液層反射而產(chǎn)生的第二電磁波，其中，受試者的眼球靠近便攜裝置；和處理邏輯器，其被耦合到發(fā)射組件和接收組件。該處理邏輯器能夠確定淚液層相對于第一電磁波的反射特性；以及基于反射特性自動地確定受試者的葡萄糖水平。

根據(jù)本公開的另外實施例，一種系統(tǒng)包括：發(fā)生器，其被構(gòu)造為在第一位置處產(chǎn)生入射太赫茲波；檢測器，其被構(gòu)造為在第二位置處檢測反射太赫茲波，其中，反射太赫茲波由入射太赫茲波從覆蓋受試者的眼球的淚液層反射而產(chǎn)生；處理器，其被耦合到發(fā)生器和檢測器；和存儲器，其被耦合到處理器。該存儲器包括當(dāng)由處理器實施時執(zhí)行以下方法的指令，方法包括以下步驟：自動地確定淚液層相對于入射太赫茲波的反射特性；以及根據(jù)反射特性和淚液葡萄糖水平之間的預(yù)定相關(guān)關(guān)系基于反射特性確定受試者的葡萄糖水平。

該發(fā)明內(nèi)容部分必然地包括細節(jié)的簡化、概括和省略，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，該發(fā)明內(nèi)容部分僅僅是闡釋性的并且不想以任何方式進行限定。僅由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的其他方面、創(chuàng)造性特征和優(yōu)勢在以下提出的非限制性詳細描述中變得清楚。

通過結(jié)合附圖閱讀以下詳細描述將更好地理解本發(fā)明的實施例，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本公開實施例的示例性葡萄糖檢測裝置的配置的正視圖，該葡萄糖檢測裝置使用電磁輻射來測試淚液葡萄糖水平。

圖2示出圖1所示的示例性葡萄糖檢測裝置的配置的俯視圖。

圖3示出圖1和圖2所示的示例性葡萄糖檢測裝置的配置的立體圖。

圖4示出在可能由淚液中的不同葡萄糖濃度引起的不同折射率的情況下，作為入射角的函數(shù)的AR_Γ(θ)的仿真數(shù)據(jù)曲線圖。

圖5是示出n_T等于2.5+j時AT_Γ(θ)對n和k的導(dǎo)數(shù)的數(shù)據(jù)曲線圖。

圖6示出根據(jù)本公開實施例使用基準(zhǔn)鏡面以對圖1到圖3中所示的示例性葡萄糖檢測裝置進行標(biāo)定的配置。

圖7A-7B示出根據(jù)本公開實施例使用葡萄糖檢測裝置中的示例性位置對準(zhǔn)系統(tǒng)來實現(xiàn)用于測試的預(yù)定入射角度θ₀和折射位置P1的配置。

圖8是描述根據(jù)本公開實施例的使用太赫茲(Terahertz)波來測試血液葡萄糖水平的示例性過程的流程圖。

圖9示出根據(jù)本公開實施例的示例性葡萄糖檢測裝置的外部視圖。

圖10示出根據(jù)本公開實施例的示例性葡萄糖檢測裝置的功能模塊。

圖11是描述根據(jù)本公開實施例的使用圖10中所示的葡萄糖檢測裝置的示例性過程的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在，將詳細參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例在附圖中示出。盡管本發(fā)明結(jié)合優(yōu)選實施例進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解這些優(yōu)選實施例并不是為了限制本發(fā)明。相反，本發(fā)明意圖覆蓋可以包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換例、修改例和等同例。此外，在本發(fā)明實施例的以下詳細描述中，提出若干特定細節(jié)以提供對本發(fā)明的完整理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到本發(fā)明沒有這些特定細節(jié)也可以實施。在其他示例中，沒有詳細描述公知的方法、過程、部件和電路，以避免不必要地模糊本發(fā)明的實施例的方面。示出本發(fā)明實施例的附圖是半示意性的并且沒有按比例，具體地，一些尺寸用于清晰顯示并且在附圖中放大示出。類似地，盡管為了方便描述附圖中的視圖一般顯示為相似的定向，但是附圖中的描述對絕大部分是任意的。一般地，本發(fā)明能夠在任何定向上操作。

符號和術(shù)語

然而，應(yīng)當(dāng)記住，所有這些和類似術(shù)語是為了與合適的物理量相關(guān)聯(lián)，并且僅僅是施加到這些量的便利標(biāo)記。除非具體規(guī)定否則正如從以下討論中清楚的，應(yīng)當(dāng)理解貫穿本發(fā)明，利用諸如“處理”或“獲取”或“實施”或“存儲”或“渲染”等術(shù)語是指計算機系統(tǒng)或類似電子計算裝置的動作和處理，該計算機系統(tǒng)或類似電子計算裝置將計算機系統(tǒng)的寄存器和存儲器以及其他計算機可讀介質(zhì)內(nèi)的、代表物理(電子)量的數(shù)據(jù)處理并且轉(zhuǎn)換為計算機系統(tǒng)存儲器或寄存器或其他這種信息存儲、傳遞或客戶端裝置內(nèi)的類似地代表物理量的其他數(shù)據(jù)。當(dāng)部件在若干實施例中出現(xiàn)時，使用相同的附圖標(biāo)記表示該部件是與原始實施例中示出的部件相同的部件。

使用電磁輻射的非侵入式原位葡萄糖水平檢測

本文所提供的是使用電磁信號非侵入地測試覆蓋受試者的眼球的淚液中的葡萄糖水平、并且由此推定受試者的血液葡萄糖水平的系統(tǒng)和方法。示例性葡萄糖檢測裝置包括電磁波發(fā)射器、檢波器和處理邏輯器。預(yù)先獲得受試者的淚液葡萄糖水平和血液葡萄糖水平之間的相關(guān)性以及淚液層和測試電磁波之間的相互作用圖案，并且該相關(guān)性和相互作用圖案用于配置檢測裝置。在測試期間，受控制電磁波通常由發(fā)射器產(chǎn)生并且被投射到眼球上。由眼球表面反射的該波被檢波器檢測到?；趯Ψ瓷洳ǖ姆治龃_定淚液的反射特性，然后使該特性與受試者的血液葡萄糖相關(guān)聯(lián)。

由于可以從受試者眼球中存在的眼淚相對于非侵入式電磁波的反射特性推定血液葡萄糖，所以患者能夠有益地從傳統(tǒng)并且痛苦的采血過程中解脫。此外，檢測過程和裝置有益地利用非一次性醫(yī)療用品并且不產(chǎn)生醫(yī)療垃圾。而且，本公開實施例有益地不依靠外部物體和人體的敏感部分之間的觸覺接觸(如上述討論的接觸透鏡那樣)，這進一步加強用戶便利性和體驗。

盡管本公開不受測試電磁波或信號的波譜限制，但是太赫茲波(Terahertz wave)是優(yōu)選的，這是因為太赫茲波具有非電離性(因此對人體組織來說是安全的)、對水合作用(water hydration)和糖濃度的高敏感性和低能量時的高方向性的屬性。例如，在一個實施例中，用于葡萄糖測試的太赫茲波可以具有在100GHz到10THz范圍內(nèi)的頻率。然而，在不脫離本公開的范圍的情形下，還可以使用其他合適量級的電磁輻射以用于檢測淚液葡萄糖水平。

圖1示出根據(jù)本公開實施例的使用電磁輻射測試淚液葡萄糖水平的示例性葡萄糖檢測裝置100的配置的正視圖。圖2示出圖1中所示示例性葡萄糖檢測裝置100的配置的俯視圖。圖3示出圖1和圖2中所示示例性葡萄糖檢測裝置100的三維視圖。

該配置以基本形式示出并且包括太赫茲波的發(fā)射器(TX)110和接收器(RX)120，兩者被分別布置在位置P0和P2處。在操作期間，發(fā)射器產(chǎn)生太赫茲輻射束并且使其指向在位置P1處的受試者的眼球表面130。在由P1處的被淚液層覆蓋的眼球表面130反射之前，入射束行進距離L1。反射束由距反射點P1為距離L2的接收器120檢測。

如以下更詳細地描述，葡萄糖檢測裝置100包括位置對準(zhǔn)系統(tǒng)，該位置對準(zhǔn)系統(tǒng)用于幫助用戶調(diào)節(jié)眼球位置直到入射角θ和距離L1以及L2等于預(yù)定值。

已經(jīng)報導(dǎo)了淚液中的葡萄糖水平在0.1-0.6毫摩爾/升(mM)的范圍中，這比血液中的葡萄糖水平低約十倍。根據(jù)本公開實施例的裝置被配置成提供在該范圍中的準(zhǔn)確測量。

應(yīng)當(dāng)理解，眼球的反射性質(zhì)隨著淚液中的生化成分(并且特別地是葡萄糖濃度)的變化而變化。在本文詳細描述的實施例中，在測試和標(biāo)定過程中，正交偏振反射測量(cross polarized reflectance measurement)被用于太赫茲輻射學(xué)分析，以消除對發(fā)射束的發(fā)射功率、路徑損失以及其他參數(shù)和性質(zhì)的依賴性。

更具體地，在兩個方向(平面方向Γ_//(θ)和正交方向Γ_⊥(θ))上的反射系數(shù)或其比率用作表示淚液葡萄糖水平的度量標(biāo)準(zhǔn)，其中，θ表示入射角。為了得到Γ_//(θ)和Γ_⊥(θ)，確定在P0(和)處產(chǎn)生入射束的電場(E-場)和在P2(和)處檢測到的反射束的電場。

如圖1至3所示，由接收器檢測到的電場是由發(fā)射器產(chǎn)生的電場、發(fā)射器(P0)和在眼睛130上的反射點(P1)之間的距離、P0處淚液表面的反射系數(shù)、以及P1和接收器(P2)之間的距離的函數(shù)。該關(guān)系可以進行如下表示：

其中，對公式(1)中的變量進行如下定義：

在反射系數(shù)Г_⊥(θ)和Г_//(θ)之間的軸向比率(AR_Γ(θ))被定義為：

使用菲涅爾(Fresnel)公式，得到

其中，n_A和n_T分別是空氣和淚液的折射率。折射率可以在復(fù)形式中表示，即，其中n和k分別表示相速度和吸收損失。

將(6)帶入(5)，得到

如果n_A近似為一，則公式(7)可以簡化為

根據(jù)公式(8)，AR_Γ(θ)是n_T和θ的函數(shù)。對于普通淚液樣本，n_T＝2.5+k。圖4示出在可能由淚液中的不同葡萄糖濃度引起的不同折射率的情況下，作為入射角的函數(shù)的AR_Γ的仿真數(shù)據(jù)曲線圖。圖4表明AR_Γ隨著淚液的折射率的變化而變化。

由于變量n_T與淚液中葡萄糖水平相關(guān)聯(lián)，所以可以通過n_T的測量獲得葡萄糖水平。圖5是示出n_T等于2.5+j時AR_Γ(θ)對n和k的導(dǎo)數(shù)的數(shù)據(jù)曲線圖。圖5表明在通過測量AR_Γ進行n_T的檢測中在55和85度之間的入射角產(chǎn)生高敏感度。實際上，可以從該高敏感度區(qū)域選擇入射角作為用于配置葡萄糖檢測裝置的預(yù)定值，以下將進行更詳細地討論。

通過將公式(1)和(2)代入(5)，AR_Γ可以進行如下表示：

其中，θ₀是優(yōu)化入射角，其被選擇以獲得在淚液葡萄糖水平檢測中的最高敏感度。在公式(9)中，E_r(P2)⊥和E_r(P2)//兩者可以在接收器側(cè)直接測量得到；E_i(P0)///E_i(P0)⊥可以基于發(fā)射器的操作設(shè)置(例如，入射波的功率和頻率等)獲得?；蛘撸珽_i(P0)///E_i(P0)⊥可以通過使用基準(zhǔn)鏡面測量的標(biāo)定過程獲得。

圖6示出使用基準(zhǔn)鏡面對根據(jù)本公開的實施例圖1至3中所示的示例性葡萄糖檢測裝置100進行標(biāo)定的配置。本文中，基準(zhǔn)鏡面是指具有高傳導(dǎo)性并且其反射軸向比率為已知恒定值A(chǔ)R_{Γ，鏡面}(θ₀)的表面。這種基準(zhǔn)鏡面的示例是k≈1的金屬表面。因此，可以從公式(9)得到E_i(P0)///E_i(P0)⊥：

其中，E_{r(P2)⊥，鏡面}和E_{r(P2)//，鏡面}是從基準(zhǔn)鏡面反射的在P2處測得的正交于和平行于入射平面的電場。

通過將公式(10)代入(9)，淚液軸向比率AR_Γ，淚液(θ₀)可以進行如下表示：

因此，對于每一次葡萄糖測試，可以使用公式(11)計算淚液軸向比率AR_{Г，淚液}(θ₀)，其中E_{r(P2)⊥，淚液}和E_{r(P2)//，淚液}是從淚膜反射的在P2處測得的正交于和平行于入射平面的電場。在一些實施例中，將葡萄糖檢測裝置構(gòu)造為使得周期性地執(zhí)行標(biāo)定過程以確保準(zhǔn)確的測試結(jié)果。

為了使用E_{r(P2)//，鏡面}和E_{r(P2)⊥，鏡面}的基準(zhǔn)值來計算軸向比率，當(dāng)在公式(11)中時，測試時眼球每一次都應(yīng)當(dāng)始終定位在與標(biāo)定過程中基準(zhǔn)鏡面所在的位置相同的位置處。因此，葡萄糖檢測裝置包括位置對準(zhǔn)系統(tǒng)，以幫助眼球在葡萄糖測試期間通過對準(zhǔn)過程進行定位。圖7A-7B示出根據(jù)本公開實施例使用構(gòu)造在葡萄糖檢測裝置100中的示例性位置對準(zhǔn)系統(tǒng)來實現(xiàn)預(yù)定入射角θ₀和反射位置P1來進行測試的配置。該位置對準(zhǔn)系統(tǒng)包括可調(diào)節(jié)眼睛位置保持器170、光源A141和B142以及可以將十字線A151和A152投影到透明屏幕153的取景器。

例如在測試之前執(zhí)行自校準(zhǔn)時，用戶看向在裝置100上的取景器并且調(diào)節(jié)眼睛位置保持器170直到他或她能夠?qū)⒐庠碆142和十字線B152視覺地對準(zhǔn)(如圖7A所示)并且將光源A141和十字線A151對準(zhǔn)(如圖7B所示)。眼睛的瞳孔是允許光進入眼睛的孔并且?guī)缀跖c眼睛中心地對準(zhǔn)。通過將瞳孔與光源和十字線對準(zhǔn)，可以獲得眼球的準(zhǔn)確定位，這確保在淚液層上的一致測量。

在一些實施例中，檢測裝置可以發(fā)送眼球被準(zhǔn)確地定位并且葡萄糖測試就緒的確認指示。接收到該指示，用戶可以命令鎖定眼球保持器170并且致動發(fā)射器110以及用于測試的其他操作部件。

應(yīng)當(dāng)理解，本公開不限于確定相對于入射輻射的淚液層的反射特性的任何具體機制。例如，在一些實施例中，可以自動地檢測眼球的當(dāng)前位置而不依靠對準(zhǔn)過程。還可以基于當(dāng)前眼球位置直接確定入射束和反射束的電場而不依靠基準(zhǔn)表面或相關(guān)聯(lián)的標(biāo)定過程。

圖8是描述根據(jù)本公開實施例的使用太赫茲波測試血液葡萄糖水平的示例性過程800的流程圖。在801處，在發(fā)射器處產(chǎn)生太赫茲波束，該太赫茲波束在預(yù)期能量水平并且被引導(dǎo)至目標(biāo)位置上，其中，受試者的眼球被定位在該目標(biāo)位置。應(yīng)當(dāng)理解，本公開可以用于測試人體或者其他受試者(例如，寵物)的葡萄糖水平。

在802處，入射太赫茲束至少部分地從由淚液層覆蓋的眼球表面反射，并且然后被接收器捕獲。在803處，測量并且分析檢測到的反射束以例如確定其在兩個偏振方向上的電場。基于該檢測，實施計算以確定相對于入射太赫茲束的眼球表面的反射特性。該反射特性可以由在兩個偏振方向上的反射系數(shù)或者兩者的軸向比率表示。

在804處，獲取在眼球的反射特性和血液葡萄糖水平之間的預(yù)定相關(guān)關(guān)系，該預(yù)定相關(guān)關(guān)系隱含著淚液葡萄糖水平和血液葡萄糖水平之間的預(yù)定關(guān)系。該相關(guān)關(guān)系可以進行存儲駐留并且可以通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何合適方式(例如，基于通過訓(xùn)練或其他探索過程的臨床和實驗數(shù)據(jù)并且結(jié)合理論計算)確定。該相關(guān)關(guān)系可以基于現(xiàn)有測試結(jié)果相對于具體受試者或具體類別的受試者而調(diào)整。

在805處，提供計算得到的處于測試的淚液層的反射特性，根據(jù)預(yù)定相關(guān)關(guān)系獲得受試者中的血液葡萄糖水平。然后，該測試結(jié)果可以通過顯示面板呈現(xiàn)給用戶并且存儲到裝置中用于未來參考。

圖9示出根據(jù)本公開實施例的示例性葡萄糖檢測裝置900的外部視圖。裝置900被設(shè)計為手持裝置并且包括殼體910、手柄920、取景器930、面部支撐墊940、顯示面板950和觸發(fā)器960。例如，對于自測試，用戶握持手柄920并且使該裝置900壓靠他或她的面部。用戶使用一只眼睛盯著取景器930并且基于光源和十字線的感知位置相對于裝置900調(diào)節(jié)眼球位置直到光源和十字線視覺對準(zhǔn)，正如已經(jīng)參照圖7A和7B進行的描述。位置調(diào)節(jié)器可以嵌入墊940的下方以改變眼球和發(fā)射器/接收器之間的距離。

然后，用戶可以拉動觸發(fā)器960以實施測試過程。在顯示面板950上顯示測量結(jié)果(例如，淚液葡萄糖水平和血液葡萄糖水平)以及其他相關(guān)信息。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開的范圍的情形下，可以將不同的其他產(chǎn)品設(shè)計和構(gòu)造作為葡萄糖檢測裝置實施。

根據(jù)本公開的檢測裝置可以包括使用戶能夠在不能進行自設(shè)置的其他受試者(例如，寵物、兒童等)上執(zhí)行測試的特征。例如，定位信息可以對執(zhí)行測試的用戶可見，并且定位調(diào)節(jié)裝置可以由該用戶控制。

圖10示出根據(jù)本公開實施例的示例性葡萄糖檢測裝置1000的功能模塊。各個模塊可以包含在圖9中示出的殼體中。裝置1000包括彼此隔開的發(fā)射單元(TX)1010和接收單元(RX)1020，并且這些單元與眼球1030應(yīng)當(dāng)所處的目標(biāo)位置隔開。裝置1000還包括眼睛對準(zhǔn)單元1070、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)1081、微控制器和數(shù)字信號處理器(DSP)(或者統(tǒng)稱為處理邏輯器)1082、存儲器1083、機械觸發(fā)器1086以及顯示面板1084和電源1085。

眼睛對準(zhǔn)單元1070包括光點1051和1052以及十字線1041和1042，以用于幫助用戶調(diào)節(jié)眼球位置從而實現(xiàn)預(yù)定入射角以及從發(fā)射器1010到接收器1020的預(yù)定距離。

當(dāng)完成眼睛對準(zhǔn)時，用戶可以與觸發(fā)器1086相互作用以致動發(fā)射單元1010和接收單元1020?？梢酝ㄟ^處理邏輯器1082編程和控制單元1010和1020的操作參數(shù)，例如頻率、輸出功率、測試持續(xù)時間、發(fā)射方向、反射點位置等。

發(fā)射單元1010發(fā)射入射到眼球表面1030上的太赫茲波。接收單元1020檢測從眼球表面1030反射的波的至少一部分，并且向ADC 1081發(fā)送代表檢測波的信號以用于數(shù)字轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換信號被轉(zhuǎn)發(fā)到處理邏輯器1082以用于分析和計算處理。因此，處理邏輯器可以自動地確定覆蓋眼球130的淚液層的反射系數(shù)或軸向比率以及根據(jù)(一個或多個)預(yù)定相關(guān)關(guān)系確定產(chǎn)生的血液葡萄糖水平。存儲器1083可以存儲用戶信息、裝置中不同單元的操作參數(shù)、測試結(jié)果、預(yù)定相關(guān)關(guān)系以及用于信號分析和計算以及編譯測試結(jié)果的程序等。

如參照圖6的更詳細描述地，基準(zhǔn)鏡面1060具有已知反射特性并且用于標(biāo)定。在該示例中，基準(zhǔn)表面具有類似于眼球的形狀?；谠诖鎯ζ?083中存儲的指令和數(shù)據(jù)通過處理邏輯器1082類似地執(zhí)行分析和計算。在每一個測試的結(jié)尾或者響應(yīng)于用戶請求，以不同格式(例如，數(shù)字、圖表或表格)在顯示面板1084上顯示(一個或多個)測試結(jié)果。

能夠以本領(lǐng)域公知的任何合適的技術(shù)實施裝置1000中的每一個部件。應(yīng)當(dāng)理解，葡萄糖檢測裝置可以包括各種其他部件和附件并且執(zhí)行各種其他功能。例如，網(wǎng)絡(luò)線路可以包括在裝置1000中，使得可以將測試結(jié)果下載到或遠程傳輸?shù)接嬎銠C裝置。

圖11是描述根據(jù)本公開實施例的使用圖10所示葡萄糖檢測裝置的示例性過程1100的流程圖。在1101處，通過使用基準(zhǔn)鏡面反射測量(其具有基準(zhǔn)鏡面的預(yù)定優(yōu)化入射角和軸向比率)執(zhí)行標(biāo)定過程以獲得E_{r(P2)//，鏡面}和E_{r(P2)⊥，鏡面}。在1102處，執(zhí)行位置對準(zhǔn)過程。處于測試的個人向取景器中觀察并且調(diào)節(jié)眼睛位置以確保他或她能夠同時使光點組和目標(biāo)游標(biāo)點組兩者(例如，綠色組和紅色組)對準(zhǔn)。

在1103處，執(zhí)行葡萄糖測量。例如，當(dāng)觸發(fā)淚膜反射測量時測試的個人盯著光點A，以獲得在接收器位置P2處的反射波電場。

在1104處，通過將來自處于測試的眼球的反射波的電場、基準(zhǔn)鏡面軸向比率、來自基準(zhǔn)鏡面的反射波的電場代入公式(11)，來計算淚膜軸向比率。在1105處，從存儲器獲取淚液葡萄糖水平軸向比率以獲得處于測試的個人的淚液葡萄糖水平?；跍I液葡萄糖水平-血液葡萄糖水平的相關(guān)關(guān)系進一步自動產(chǎn)生該個人的血液葡萄糖水平。然后，將該確定的葡萄糖水平顯示給用戶。

盡管本文已經(jīng)公開某些優(yōu)選實施例和方法，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以由前述公開明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情形下，作出這些實施例和方法的變形和修改。旨在使本發(fā)明應(yīng)當(dāng)僅限于所附權(quán)利要求以及適用法律的規(guī)則和原理界定的范圍。